الأبطالالخارقونوحلفاؤهم:ثلاثقصصمذهلةعنالتكافلالميكروبي!

الأبطالالخارقونوالأصدقاءالأوفياءوالأعداءالأشرار

تخيلأنكتريدأنتكتبقصةهزليةعنأحدالأبطالالخارقين。منالواضحأنكتريدأنيكونهذاالبطلالخارقهونجمهذاالعرض。ولكن، ما الذي تحتاجه أيضًا؟ماذا عن صديق حميم، أي شخص ما يساعد البطل؟ماذا عن الناس الذين سينقذهم؟ربما يكون هناك شرير ليحاربه؟

فيعلمالأحياء،تعرفالعلاقةبينكلمنالأبطالالخارقينوكلٍمنهذهالشخصيات(الصديقالحميم،والأشخاصالذينسيتمإنقاذهم،والشرير)باسم”التكافل”。تعجالحياةعلىسطحالأرضبأنواعمختلفةمنصورالتكافل،ويمكننارؤيتهافيأيمكان。هل يمكنك أن تفكر في أي من هذه العلاقات الآن؟نطلق على هذه العلاقة منالتكافلبينالبطلالخارقوالصديقالوفيوالتييحميفيهاكلمنهماظهرالآخر”تبادلالمنفع،ة”وهيطريقةرائعةلوصفعبارة”يمدكلمنهمايدالعونلصاحبه”。أماعندماينقذالبطلشخصًامامنورطة،فإنهذاالنوعمنالتكافليعرفباسم”المعايشة أو التطاعم”،وفيه يستفيد أحد الطرفين، دون الآخر。أماعندمايؤذيالأشرارالأشخاصالآخرينبينمايساعدونأنفسهمفقط،فإنهذاالنوعمنالتكافليعرفباسم”التطفل”。

إننا نتفاعل دومًا مع الكائنات الحية。وتشملهذهالتفاعلاتعائلاتناومدرسيناوأصدقائناوحيواناتناالأليفة。كماتشملأيضًاتريلوناتالكائناتالحيةغيرالمرئيةالتيتعرفباسمالميكروبات،والتي تعيش في أجسامنا وعليها。نحنلانلاحظأبدًامعظمهذهالميكروبات،لكنهاتعيشعلىجميعالأسطحمنحولنا。ومنشأنبعضهذهالميكروباتأنتجعلحياتناأسهل(الأصدقاءالأوفياء)،بينمابإمكانبعضهاالآخرأنيمرضنا(الأشرار)。

وسنقدملكمالآنالأبطالالثلاثةالخارقينونستكشفالعلاقةبينهموبينالميكروباتمنحولنا(الشكل1)．يصفالمثالالأولعلاقةتبادلمنفعةمثيرةللاهتمام،حيثيُكوّنكلمنالأبطالالخارقينوأصدقائهمفريقًاليصبحوامشاعلتبددالظلام。ثم،سنعرضعليكمثالًالميكروباتتعيشداخلحيوانأستراليبديع——وهودبالكوالا。معظمميكروباتالمعدةتقطنفيموضعهاهناكولايلاحظأحدأيًّامنذلك。يمثلهذاحالةمعتادةمنالتطاعم،ولكنناسنقدملكمأيضًاميكروبًاصغيرًايعيشفيمعدةدببالكوالا،ويساعدهاعلىأكلالسم!أمامثالناعنالتطفل،فهوعنميكروبرهيبيسبحفيالمياهالعذبةلقتلالضفادع؛وستصيبك القشعريرة فور معرفة قصته。ولكنلاتقلق،فهناكصديقوفيّجديدعلىالساحةبإمكانهمساعدةالضفادععلىهزيمةهذاالعدوالشرير。

هل تخشى الظلام الحالك؟الحبار يخشاه كذلك!

تخيلأنكتمتلكمصباحًايدويًّايمكنكأنتشغلهعندماتكونخائفًا。هذه هي حياة حبار هاواي قصير الذيل،Euprymna scolopes．وبدلًامنالمصباحاليدوي،يمتلكالحبارعضوًاعلىبطنهيعتبرموئلًالميكروبمضيءيعرفباسم费氏弧菌［1］．ويمكنللحبارأنيخبرهذاالميكروبالموجودفيالعضوأنيضيء،تمامًامثلالضغطعلىزرتشغيلالمصباحاليدوي。هلتفكرفيسببجيدوراءإقدامالحبارعلىهذاالفعل؟لقداكتشفالعلماءأنالحباريفعلهذاليتجنبأنيصبحوجبةسائغةتلتهمهاالأسماكفيمنتصفالليل!

عندمايشغلالحبارالمصباحالمثبتعلىبطنه،تعتقدالكائناتالبحريةالضخمةالجائعةوالتيتنظرلأعلىمنالأعماقأنضوءالحبارليسإلاضوءالقمرالمنبثقمنالسماء،بينمالنترىالمخلوقاتالجائعةالتيتنظرمنأعلىلأسفلأيشيء،حيثيتسببالضوءالصادرمنهذاالميكروبفيعدموجودأيظلللحبار。وبتوهجه مثل المصباح، يمنح ميكروب弧菌الحبار القوة التي تجعله غير مرئي!وهذه العلاقة بين الحبار وميكروب弧菌المشعهيمايسميهالعلماء”تبادلالمنفعة”،والتيهيطريقةأخرىلوصفالحياةالحقيقيةللأبطالوالأصدقاءالأوفياء。لقدعقدكلمنالحبارو弧菌صفقةتعودبالنفععلىكليهما!إذأصبحلدىالحبارالآنالقدرةعلىالتخفيمنالكائناتالمخيفةالتيتريدالتهامه،بينماحصل弧菌علىمكانمريحللعيشوالحصولعلىجميعالطعامالذييريدهداخلعضوالضوءفيالحبار。

ربما تتساءل: كيف أصبح弧菌الصديق الوفي للحبار في المقام الأول؟لايولدالحبارمزودًابأصدقائهالأوفياء،ولذافعليهأنيبحثعنصديقهفيجميعميكروباتالبحرالمحيطة。ومن ثم، فهو يمسك بـ弧菌فيفخٍّيشبهالمخاطعلىالجزءالخارجيمنبطنه،والذييعملأيضًاعلىإبقاءالميكروباتالأخرىالتيربماتكونضارةبعيدًاعنه。وبمجرد أن يعثر الحبار على صديقه الوفي، ينتقل弧菌المشعمنالفخالمخاطيإلىعضوالضوءفيبطنالحبار،حيثيساعدعلىإبقاءالحبارغيرمرئيفيأنظارالكائناتالشريرةالمتربصةلهفيالأعماق。

أتريد سمًا على العشاء؟أجل،رجاءً

هليمكنكأنتتخيلأنكتأكلنفسالطعامطوالحياتك؟يا له من شيء ممل!تخيل الآن إذا كان هذا الطعام سامًا؟شيء مقزز، أليس كذلك!هذاهوبالضبطماتفعلهدببةالكوالا،حيثتأكلأوراقشجرةتعرفباسمالكافور(桉树) كل يوم。وتحتويأوراقهذهالأشجارعلىسم،وهومايمنعمعظمالحيوانات——بخلافدببةالكوالما——نالتهامها!حسنًا، هذه سمة رائعة لهذا البطل الخارق!ولكن،كيفتستطيعهذهالدببةأنتقتاتفقطعلىهذهالأوراقالسامة؟حسنًا،اتضحأنهناكميكروباتخاصةفيأمعاءالكوالاتعملبجدعلىتكسيرالأجزاءالسامةمنالأوراقإلىأخرىأصغربحيثلاتستطيعأنتؤذيالكوالا。وتتسكعمعظمهذهالميكروباتفيأمعاءالكوالا،وهومايعدمثالًاجيدًاعلىعلاقةالتطاعم。ويعنيهذاأنهذهالميكروباتلاتعملفقطعلىتكسيرهذهالسموم،ولكنهالاتؤذيالكوالاأيضًا。يعرفأحدالميكروباتالذيلديهالقدرةعلىتكسيرالأوراقباسمLonepinella koalarum،وهوصديقوفيّمهمفيمحاربةالسم،ويشكلعلاقةتبادلمنفعةمعدببةالكوالا[2］．ولايزالالعلماءيكتشفونالمزيدعنهذهالميكروباتالتيتعدبمثابةالصديقالوفيّللأبطالمندببةالكوالا。

Lonepinellaوغيرهمنالميكروباتالمحاربةللسمومالتيتعيشفيمعدةالكوالامهمةجدًالإبقاءالكوالاعلىقيدالحياة؛لدرجة أن الكوالا تنقل هذه الميكروبات لأطفالها。لكن كيف يتم ذلك؟نعم، لقد خمنتها!تأكل صغار الدببة البراز!أمممم، شيء مقزز!يحدثهذاعندمالايزالصغيرالكوالاصغيرًاجدًاويعيشداخلجرابالأم。يزحفصغيرالكوالاخارجكيسالأملتناولوجبةخاصةمنالبراز。يعتقدالعلماءأنالسببوراءقيامصغارالكوالابهذاالفعلهوالحصولعلىجميعالأصدقاءالذينلهمالقدرةعلىمحاربةالسموممنبرازالأم。ومنثم،تنتقلهذهالميكروباتمنبرازالأمهاتإلىأمعاءالصغار،حيثتبنيبيتًابداخلها،وعليهتكونعلىأهبةالاستعدادللعمل!

هل يختبيء أحد الأشرار في بركة مياه بالقرب منك؟

هل تعرضت لعدوى جراء جرحٍ في جلدك من قبل؟تبدأالعدوىعلىجلدكعندماتقررميكروباتمعينةأنتنموعلىجسمكوألاتسمحلهبالشفاء!وعلىالرغممنأنغالبيةالميكروباتلاتسببأيمشكلاتللحيواناتوالنباتات،فإنبعضًامنهايتصرففيالطبيعةمثلالأشرار。والمثال على ذلك هو أحد الميكروبات التي تهاجمالكائناتالبرمائيةعلى جلودها، ومن ثم تتسبب في إمراضها。ويسبحالميكروبالشريرفيهذهالعلاقة،والذييعرفأيضًاباسم壶菌(يرمز له اختصارًا بـ双相障碍)فيالبحيراتوالتياراتالمائيةحتىيجدضفدعًاأوقنفذًابحريًافيلتصقبجلده。ويوضحهذاالمثالعلاقةالتطفل،حيثيصابالكائنالبرمائيبالأذى،بينماينموالميكروبالشريرويتكاثر。تستخدمالكائناتالبرمائيةجلدهاللتنفسوامتصاصالموادالغذائية،ولذاعندماينموميكروب双相障碍فوقجلدها،فإنهيتسببفيإضعافالحيوانويبدأالحيوانفيالاختناق。وسيحاولالحيوانحينهاأنيدافععننفسهبتمزيقجلدهوإطلاقموادفيالطبقةالمخاطيةعلىالجلد،إلاإنهذاليسكافيًاللتخلصمنالميكروبالضار[3.］．

قتل المرض الذي يتسبب فيه ميكروب双相障碍أطنانًامنالكائناتالبرمائيةحولالعالم،معالتأكيدعلىأنهلاكهذهالكائناتيؤثرعليناجميعًا。فإذااختفتجميعالضفادعوالقنافذالبحرية،فستكونالأرضحينهافيورطةكبيرة。فعلىسبيلالمثال،تأكلالكائناتالبرمائيةالكثيرمنالحشرات؛مثلالناموسالمزعجالذيقديسببمشكلةحقيقيةحالوُجِدَتأعدادكثيرةمنه。وهذاسببواحدفقطوراءمحاولاتالعلماءلاكتشافطرقلمساعدةالكائناتالبرمائيةقبلأنيتسببميكروب双相障碍في اختفاء المزيد من الضفادع。

حشد حلفاء جدد للمعركة القادمة

ساعدناالبحثالعلميفيالتعرفعلىالميكروباتالتييمكنهاأنتعملكأصدقاءلحمايتنامنالأشرار。فعلى سبيل المثال، ساعد الميكروب المعروف بـJanthinobacterium lividumعلى حماية البرمائيات من ميكروب双相障碍．تستخدمالبرمائياتموادعلىجلدهالإبعادميكروباتمعينةعنهاولتعزيزنموالأصدقاءالأوفياءمثلj . lividum، وهو ما يمنح ميكروبj . lividumموئلًا لطيفًا وغنيًا بالغذاء للعيش فيه。وفي المقابل، يمكن أن يقدمj . lividumمنافع للكائن البرمائي。وإحدى هذه الفوائد هي أنه عندما يتقاتل مع ميكروب双相障碍على جلد الكائن البرمائي، فإنه يقتل双相障碍وينقذ الحيوان من المرض [4］．فهليمكنناإنقاذالبرمائياتمنخلالإضافةالمزيدمنالأصدقاءوالحلفاءالأوفياءلجلودهذهالكائنات؟ربما!يوجدالكثيرمنالعلماءالذينيحاولوناكتشافهذاالأمرالآنمنخلالدراسةالمعاركبينالأبطالوالأشراروالدورالمهمالذييلعبهالأصدقاءوالحلفاءالأوفياء。ويمكنللعلماءاستخدامهذهالمعرفةحولالتكافلللمساعدةفيالحفاظعلىصحةالنباتاتوالحيوانات(وكذلكصحتنانحن!)。

مسردللمصطلحات

التكافل(共生)：↑علاقةوثيقةوطويلةالأمدبينكائنينأوأكثرمنالكائناتالحية。

تبادل المنفعة(互惠主义)：↑نوعمنأنواعالتكافليستفيدفيهطرفاالعلاقةمنالتفاعلفيها。

التطاعم أو المعايشة(共栖主义)：↑نوعمنالتكافليستفيدمنهأحدالكائناتالحية،بينمالايتأثرالآخرمنهذاالتفاعل。

التطفل(寄生)：↑نوعمنالتكافليستفيدمنهأحدالكائناتالحية،بينمايتضررالآخرمنهذاالتفاعل。

الميكروبات(微生物)：↑كائناتحية،مثلالبكتيرياوالفطريات،غيرمرئيةلعينالإنسانالمجردة。

الكائنات البرمائية(两栖类)：↑مجموعةمنالحيواناتمثلالضفادعوقنفذالبحروالتيتقضي،فيالمعتاد،جزءًامنحياتهافيالمياهوجزءًاآخرعلىاليابسة。

إقرار تضارب المصالح

يعلنالمؤلفونأنالبحثقدأُجريفيغيابأيعلاقاتتجاريةأوماليةيمكنتفسيرهاعلىأنهاتضاربمحتملفيالمصالح。

---

المراجع

[1]↑McFall-Ngai M.和Ruby E. 1991。共生体识别和随后的形态发生是动物-细菌互惠共生的早期事件。科学254:1491-4。doi: 10.1126 / science.1962208

[２]↑戈埃尔·G.，普尼亚·A. K.，辛格·K. 2007。山羊粪便单宁蛋白复合物降解菌的表型特征。小Rumin。Res。69:217-20。doi: 10.1016 / j.smallrumres.2005.12.015

[3]↑罗林斯·史密斯，拉姆塞·j·P，帕斯克·j·D，赖纳特·l·K，伍德姆斯·D·c。两栖动物对壶菌病的免疫防御:环境变化的影响。中国。广告样稿,杂志。51:552 - 62。doi: 10.1093 /学院/ icr095

[4]↑贝克尔M. H.，布鲁克R. M.，施万特斯C. R.，哈里斯R. N.，米比奥勒K. P. C. 2009。细菌产生的代谢物紫罗兰素与感染致命真菌的两栖动物的生存有关。达成。环绕。Microbiol。75:6635-8。doi: 10.1128 / AEM.01294-09